(57)【要約】【課題】遮熱性および放熱性に優れた帽子を提供する。これに加えて、塗布層の剥がれや亀裂が生じることのない帽子を提供する。【解決手段】ヘルメット本体１１の外表面に、セラミックス系中空粒子およびセラミックス系遮熱顔料を含有する塗材が塗布された厚さ３０〜２００μｍの遮熱層１２を形成する。前記塗材は、セラミックス系遮熱顔料、シラノール基を有するシリカ水分散スラリー、水性樹脂エマルジョンをベースにして、セラミックス系中空粒子を加える。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
帽子本体の外表面に、セラミックス系中空粒子およびセラミックス系遮熱顔料を含有する塗材が塗布された遮熱層を有することを特徴とする帽子。
【請求項２】
前記セラミックス系中空粒子は、シラスバルーン、ガラスバルーン、セラミックスバルーンから選択される１又は複数の組み合わせからなることを特徴とする請求項１記載の帽子。
【請求項３】
前記塗材は、セラミックス系遮熱顔料、シラノール基を有するシリカ水分散スラリー、水性樹脂エマルジョンをベースにして、セラミックス系中空粒子を加えてなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の帽子。
【請求項４】
前記遮熱層は、３０〜２００μｍの厚さに形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の帽子。
【請求項５】
前記帽子本体は硬質性を有するヘルメットタイプであることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の帽子。
【請求項６】
前記帽子本体は可撓性を有するタイプであることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の帽子。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、太陽光等による帽子の内側の温度上昇を抑制することのできる、遮熱性および放熱性に優れた帽子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工事現場や工場内において、あるいは自動二輪車を運転するに際して、作業者やドライバーは頭部を保護するため、ヘルメットの着用が義務付けられている。このヘルメットは、例えばＡＢＳ樹脂製やガラス繊維強化プラスチック製からなるもので、一定の強度はあるものの、材質上、断熱性が殆どなく、日中、太陽光に照らされて熱を吸収するので、ヘルメットの外表面の温度がかなり上昇し、それに伴い、ヘルメットの内側の温度も上昇する。この内部温度の上昇により、特に夏期の炎天下では長時間の着用に耐えられない苦痛があった。
【０００３】
そこで、断熱性に優れたヘルメットとして、ヘルメットの外側表面に断熱塗材を塗布したもの（特許文献１）や、ヘルメット本体の外側表面に、チタン酸化物と雲母とアクリル樹脂とから成る反射下地層と、該反射下地層の上面に難燃剤とチタン酸化物と雲母と断熱材とアクリル樹脂とポリウレタン樹脂との共重合体から成る反射断熱層と、該反射断熱層の上面に顔料と脂肪族ウレタン樹脂とから成る表面被覆層とを形成したもの（特許文献２）の各提案がなされている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７０２０号公報
【特許文献２】特開２００４−１４３６４６号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１には、断熱塗材に用いる材料の例として種々のシリカやセラミックの微粒子が挙げられているが、どのようなシリカやセラミックが断熱性、遮熱性に関して好適であるかの具体的開示がない。また、特許文献２のヘルメットは、ヘルメット本体の外側表面に三層に亘り塗装を施すので、構造が複雑で、製作コストが高く付き、また、ヘルメットの重量が重くなるという問題がある。さらに、アクリル樹脂を用いるので、環境にも悪いという問題もある。
【０００６】
また、スポーツやハイキング等のレジャーにおいては、布製等可撓性のある帽子を着用して、太陽光から頭部を保護するようにしているが、この帽子にあっても、帽子内部の温度上昇を抑制するのが望ましい。しかし、可撓性のある帽子の外表面に断熱塗材を塗布すると、携帯時に帽子を折畳んだり、凹ませたりすると、塗布層が剥がれたり亀裂が生じる等して、塗布層の耐久性に問題がある。
【０００７】
本考案は前記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構造でありながら、遮熱性および放熱性に優れた帽子を提供することにある。また、これに加え、塗布層の剥がれや亀裂が生じることのない帽子を提供することにある。さらに、製作コストが安く重量増が最小限で済む帽子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を達成するために、本考案に係る請求項１の帽子は、帽子本体の外表面に、セラミックス系中空粒子およびセラミックス系遮熱顔料を含有する塗材が塗布された遮熱層を有することを特徴とする。
セラミックス系中空粒子としては、シラスバルーン、ガラスバルーン、セラミックバルーン等が用いられる。これらのうちから１又は複数の組み合わせて用いる。また、これらに樹脂バルーンを併用することもできる。前記シラスバルーンは、一般に白色の火山噴出物、およびそれに由来する二次堆積物を急速加熱処理して平均粒子径１０〜２００μｍの中空球形状に生成したものである。
【０００９】
塗材には、セラミックス系中空粒子を含有するから、帽子本体の外表面に形成された遮熱層の内部には多くの空気層や真空層が作られる。本考案の帽子は、外表面に形成された遮熱層がセラミックス系中空粒子による空気層や真空層を有することにより、遮熱層が熱伝導率の小さいものとなっており、ヘルメット等の帽子の外表面に太陽光等が当っても、この遮熱層の表面から内部を通して、帽子の内部に熱が伝わりにくい構造となっている。これにより、ヘルメット等の帽子の内側の、空気の温度が上昇することが抑制される。
【００１０】
また、遮熱層中のセラミックス系中空粒子およびセラミックス系遮熱顔料が、太陽光中の近赤外線（太陽光が熱を発生する領域）および可視光線を反射し、又は、同近赤外線等がそれらの表面に当って分散し互いに打ち消しあうことで、近赤外線等の侵入を防止し、もって発熱が抑制される。
【００１１】
さらに、帽子の内側では、作業者の頭部から発熱が生じるが、帽子内部で生じた熱は、セラミックスの遠赤外線放射機能により、遮熱層を通り、帽子の外側へ放熱される。そして、これらの相乗作用によって帽子の内側の、空気の温度の上昇が格段に抑制される。
【００１２】
前記塗材は、セラミックス系遮熱顔料、シラノール基を有するシリカ水分散スラリー、水性樹脂エマルジョンをベースにして、セラミックス系中空粒子を加えてなることが望ましい。さらには、これに白色系顔料を加えることが望ましい。
遮熱顔料としては、近赤外線反射顔料、セラミックス、酸化チタン（白系）等が挙げられる。
塗材中の遮熱顔料は、太陽光中の近赤外線および可視光線の反射率を格段に高める作用を奏する。
【００１３】
また、塗材中の、シラノール基を有するシリカ水分散スラリーは、セラミックス系中空粒子、セラミックス系遮熱顔料を水性樹脂エマルジョン中に均一状態に分散保持する役目をする。シリカ水分散スラリー中のシリカ成分のシラノール基は、セラミックス系中空粒子、セラミックス系遮熱顔料を捕捉し、シリカどうしの親和力によってセラミックス系中空粒子、セラミックス系遮熱顔料の表面に絡まり、水性樹脂エマルジョン中にセラミックス系中空粒子、セラミックス系遮熱顔料を均一状態に分散保持する。したがって、塗材中のセラミックス系中空粒子等を均一に分散させるために塗材を攪拌する必要がなく、塗布時の作業性に優れ、塗材の塗布後の品質も安定化する。
【００１４】
塗材の塗布後は、シラノール基を有するシリカの存在によりセラミックス系中空粒子、セラミックス系遮熱顔料どうしを結び付け合い、並びに樹脂成分との結び付けを助ける。これにより、帽子本体の外表面に形成される遮熱層が高弾性、高伸張性を保持して、硬質性を有するヘルメットタイプや可撓性を有するタイプの帽子の外表面の湾曲形状にそれぞれ十分に追従し、もって遮熱層に剥がれや亀裂を生じることが防止される。これにより、硬質性を有するヘルメットタイプや可撓性を有するタイプのいずれの帽子であっても、その外表面に耐久性、耐候性に優れた遮熱層を形成でき、その機能を長期間維持できる。
【００１５】
遮熱層は、耐久性、耐侯性に優れるから、塗材を帽子の外表面に一層のみ塗布すればよく、その分製作コストが安くなり、かつ、ヘルメット等の帽子の重量増加も最小限で済むというメリットがある。
【００１６】
塗材中の水性樹脂エマルジョンは、水溶性であって溶剤を用いないので、環境に優しい。水性樹脂エマルジョンとしては、例えば、アクリル酸、酢酸ビニル、メタクリル酸、スチレン、エチレン、アクリル酸エチル、アクリル酸エステル類、メタアクリル酸エステル、アクリル酸イソプロピル、ブタヂエンなどより選択された不飽和単量体の１種又は２種以上を乳化重合して得られるホモ重合体又は共重合体のエマルジョン、ラテックス、さらにはこれらの重合体エマルジョンの２種以上の混合物が用いられる。ポリウレタン・エマルジョン水溶液ポリマー類を用いてもよい。
【００１７】
前記遮熱層は、３０〜２００μｍの厚さに形成されていることが望ましい。
少なくとも３０μｍ以上とすることにより遮熱性能を十分に確保できる。また、２００μｍ以下とすることで帽子の重量増を抑制できる。例えば、塗材を８０〜１２０μｍの厚さに塗布すると、一般の大きさのヘルメットの例で言うと、１ヘルメットあたり＋１５ｇ〜２０ｇの重量増だけですむ。
【考案の効果】
【００１８】
本考案の帽子によると、帽子本体の外表面に、セラミックス系中空粒子およびセラミックス系遮熱顔料を含有する塗材が塗布された遮熱層が形成されることで、帽子本体の外表面にセラミックス系中空粒子およびセラミックス顔料を含有する塗材を塗布するだけの極めて簡単な構造で、遮熱性および放熱性に優れた帽子を実現でき、帽子の内部の温度上昇を格段に抑えることができるという効果を奏する。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本考案の第１実施形態を説明する。図１は本考案に係るヘルメットタイプの帽子を示す斜視図であり、図２はその断面図である。
【００２０】
図１に示すように、本考案のヘルメット１は、略半球状をなすヘルメット本体１１と、このヘルメット本体１１の下端鍔部１１ａを除く、外表面全体に、形成された遮熱層１２とから構成されている。
【００２１】
ヘルメット本体１１の材質は、どのようなものであってもよいが、外側からの衝撃力に強い硬化プラスチックやガラス繊維強化プラスチック等の材質が好ましい。
【００２２】
遮熱層１２は、セラミックス系中空粒子（シラスバルーン）およびセラミックス系遮熱顔料を含有する塗材が厚さ３０〜２００μｍ、好ましくは６０〜１５０μｍ程度に塗布された層であり、ヘルメット本体１１の鍔部１１ａを除く外表面すべてに形成されている。シラスバルーンは、一般に白色の火山噴出物、およびそれに由来する二次堆積物を急速加熱処理して平均粒子径１０〜２００μｍの中空球形状に生成したものであり、塗材に中空球体のシラスバルーンが含有されたことで、遮熱層１２の内部に多くの空気層や真空層が作られる。遮熱層１２の内部に空気層や真空層が作られることで、遮熱層１２の熱伝導率が、空気層や真空層のない固体のみの場合に比べて小さくなっている。
【００２３】
前記塗材は、セラミックス系遮熱顔料、シラノール基を有するシリカ水分散スラリー、水性樹脂エマルジョンをベースにして、シラスバルーンが加えられて形成される。
【００２４】
セラミックス系遮熱顔料は、シラスバルーンとともに太陽光等の近赤外線を反射させるもので、近赤外線反射顔料、セラミックス、酸化チタン（白系）等が用いられる。このセラミックス系遮熱顔料は、前記シラスバルーンに対して５〜３０重量％の割合で配合し、配合割合は着色度合によって選択する。必要に応じて白色系顔料を加える。このセラミックス系遮熱顔料の赤外線放射機能により、作業者の頭部からの発熱は、ヘルメット本体１１、遮熱層１２を通り、ヘルメット本体１１の内側からヘルメット本体１１の外へ放熱される。従って、ヘルメット本体１１の内側に熱気がこもらず、頭部周囲の環境を快適に維持する。
【００２５】
シラノール基を有するシリカ水分散スラリーは、シラノール基を有するシリカに分散剤を配合してスラリー状にしたもので、前記シリカとしては、コロイダルシリカ、ゾルゲル法シリカ等を用いることができるが、シラノール基を有する低結晶性の鱗片状シリカが好適に用いられる。この鱗片状シリカは、その厚さが０．００５〜０．５μｍ、好ましくは０．０２〜０．３μｍである。また、前記分散剤としては、水、メタノール等の低級アルコール類等が用いられる。シラノール基を有するシリカ成分は、前記シラスバルーンに対して３〜３０重量％、好ましくは１．５〜１５重量％の割合で配合する。
【００２６】
水性樹脂エマルジョンは、例えば、アクリル酸、酢酸ビニル、メタクリル酸、スチレン、エチレン、アクリル酸エチル、アクリル酸エステル類、メタアクリル酸エステル、アクリル酸イソプロピル、ブタヂエンなどより選択された不飽和単量体の１種又は２種以上を乳化重合して得られるホモ重合体又は共重合体のエマルジョン、ラテックス、さらにはこれらの重合体エマルジョンの２種以上の混合物が用いられる。ポリウレタン・エマルジョン水溶液ポリマー類を用いてもよい。これらの水性樹脂エマルジョンは、具体的には、住友化学工業株式会社製のスミカフレックス（登録商標）Ｓ−４０１・Ｓ−４２０、旭化成工業株式会社製のポリトロン（登録商標）Ｚ−２２０Ｇ、Ｚ−３３０等の商品が用いられる。これらの水性樹脂エマルジョンは、シラスバルーンに対して固形分で１００〜６００重量％の割合で配合する。
【００２７】
以上述べた各種成分を配合してなる塗材は、ヘルメット本体１１の鍔部１１ａを除く、外表面すべてに、吹付け塗装等の手段で塗布され、これによりシラスバルーンを含有する遮熱層１２が形成される。なお、鍔部１１ａにも塗布していいことはもちろんである。ヘルメット本体１１は、塗材の吹付け塗装前に予め表面温度約４０℃前後に加温しておき、塗装後も、赤外線ランプ等の加熱手段で周囲から表面温度約３０〜７０℃程度に加熱する。塗材の液だれを防ぎ、塗布作業を効率良く行ない、塗装膜（遮熱層１２）の品質を安定化することができる。
【００２８】
図３は本考案の第２実施形態を示すもので、可撓性を有するタイプの帽子を示している。図４はその断面図を示している。図３に示すように、帽子２は、略半球状をなす帽子本体２１と、この帽子本体２１の幅広の鍔部２３を除く、外表面全体に、形成された遮熱層２２とから構成されている。なお、鍔部２３を含む外表面全体に遮熱層２２を形成してもよいのはもちろんである。また、帽子本体２１には複数の通気穴２４が設けられているが、この通気穴２４はなくてもよい。
【００２９】
前記帽子２の材質は、野球やテニス等の屋外スポーツで着用する帽子、ハイキングや登山、釣り、アウトドア等の屋外で着用する帽子等に用いられる材質であればなんでもよく、綿素材、ポリエステル素材の布製等、前記実施形態で用いた塗材を塗布可能な材質のものを用いる。
【００３０】
前記遮熱層２２は、セラミックス系中空粒子とセラミックス系遮熱顔料を含有する塗材を帽子本体２１の外表面に塗布してなり、前記実施形態で説明した塗材を用いる。塗材に含まれるシリカのシラノール基の作用によってセラミックス系中空粒子、セラミックス系遮熱顔料どうしを結び付け、並びに樹脂成分との結び付けを助ける。これにより、遮熱層２２が高弾性、高伸長性をもつから、可撓性を有するタイプの帽子２であっても、塗布層（遮熱層２２）の剥がれや亀裂が防止される。
【００３１】
前記遮熱層２２を外表面に形成した帽子２は、前記実施形態で説明したように、遮熱性だけでなく、頭部からの発熱の放熱性にも優れ、通気穴２４を備える帽子には放熱を助け、通気穴２４を備えない帽子には放熱作用を発揮する。また、遮熱層２２の追従性により、帽子の材質の柔軟性を損なわず、屋外活動において快適に着用できるものである。
【実施例】
【００３２】
本考案者らは、外表面に遮熱層を形成した本考案の第１実施形態に係るヘルメットと、同遮熱層を形成していない従来の標準タイプのヘルメットについて、ヘルメット内部の温度上昇試験を行った。以下、同試験の結果を示す。
（試験に用いられたヘルメット）
ヘルメット：ＡＢＳ樹脂製
ヘルメットＡ：ヘルメット本体の外表面に白色の遮熱層を形成したもの。遮熱層は、平均粒径２０〜７０μｍのシラスバルーン１８重量部、水性樹脂エマルジョン４８重量部、近赤外線反射顔料（白色）３重量部、厚さ０．２〜０．５μｍの極薄麟片状シリカ（ＳｉＯ２）７重量部、分散剤１．０重量部、消泡剤０．３重量部を配合した塗材を、吹付け塗装により厚さ３０〜２００μｍで塗布した。
ヘルメットＢ：ヘルメット本体の外表面に、白色顔料のアクリルウレタン塗材が厚さ３０〜２００μｍで塗布されたもの。
（試験条件）
ヘルメットＡ、Ｂの頂部の各上方２００ｍｍの距離から１００Ｗの白熱ランプを照射し、温度記録計によりヘルメットの頂部付近の外表面と内面の各温度上昇の変化を測定した。なお、試験時の室温は２８．２℃、湿度は７８％であった。
【００３３】
従来のヘルメットＢの外表面は、白熱ランプ照射後６０分後には４４．５℃まで上昇したのに対し、シラスバルーンを含有する遮熱層が形成された本考案のヘルメットＢの外表面は、４０．０℃までしか上昇しておらず、４．５℃の温度差が確認できた。また、ヘルメットＢの内面温度は白熱ランプ照射後６０分後には５１．０℃まで急上昇したのに対し、本考案のヘルメットＢの内面温度は４５．０℃までしか上昇せず、６．０℃の温度差が確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本考案の帽子は、セラミックス系中空粒子とセラミックス系遮熱顔料を含有した塗材を帽子本体の外表面に塗布するだけの簡単な構造で、帽子の内側の温度上昇を抑制できるもので、太陽光等に照射されることの多い屋外等の作業用、あるいは自動二輪や自転車等の運転用の硬質のヘルメットとして、また、スポーツやレジャー等に着用する可撓性のある帽子として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本考案の第１実施形態を示すヘルメットの斜視図である。
【図２】図１のヘルメットの断面図である。
【図３】本考案の第２実施形態を示す可撓性を有するタイプの帽子の斜視図である。
【図４】図３の帽子の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  ヘルメット
２  帽子
１１  ヘルメット本体
１１ａ、２３  鍔部
１２、２２  遮熱層
２１  帽子本体
２４  通気穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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